(57)【要約】【課題】  電流分布の不均一を縮小できるコンタクトを有する半導体発光素子を提供する。【解決手段】  発光ダイオードは、量子井戸コンタクト半導体領域３と、金属電極５を有している。量子井戸コンタクト半導体領域３は、亜鉛、セレンおよびテルルを含むＩＩ−ＶＩ半導体から成っており、また量子井戸コンタクト半導体領域３は、ＩＩ−ＶＩ半導体領域７と、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９とを有している。第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９は、ＩＩ−ＶＩ半導体領域７と金属電極５との間に設けられている。金属電極５は、量子井戸コンタクト半導体領域３上に設けられている。金属電極５は、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９に電気的に接続されている。好適な実施例では、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９はＺｎＳｅ半導体から成る。【選択図】  図１
2005129650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛、セレンおよびテルルを含むＩＩ−ＶＩ半導体領域と、亜鉛およびセレンを含む第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層とを有する超格子コンタクト半導体領域と、
前記超格子コンタクト半導体領域上に設けられた金属電極と、
を備え、
前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層は、前記ＩＩ−ＶＩ半導体領域と前記金属電極との間に設けられており、
前記金属電極は第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層に電気的に接続される、半導体光素子。
【請求項２】
前記ＩＩ−ＶＩ半導体領域は、亜鉛およびセレンを含む第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層と亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層とを有しており、
前記第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層は、前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層と前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層との間に設けられている、請求項１に記載された半導体光素子。
【請求項３】
前記ＩＩ−ＶＩ半導体領域は、亜鉛およびセレンを含む複数の第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層と亜鉛およびテルルを含む複数の第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層とを有しており、
前記第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層のうち前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層に最も近い半導体層は、前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層のうち前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層に最も近い半導体層と前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層との間にあり、
前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層の厚さは、前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層のうち前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層に最も近い該半導体層の厚さより大きい、請求項１に記載された半導体光素子。
【請求項４】
前記ＩＩ−ＶＩ半導体領域は、亜鉛およびセレンを含む複数の第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層と亜鉛およびテルルを含む複数の第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層とを有しており、
前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層の厚さの総和は、前記第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層の厚さの総和よりも大きい、請求項１に記載された半導体光素子。
【請求項５】
前記金属電極の厚さは、１０ナノメートル以上３０ナノメートル以下である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された半導体光素子。
【請求項６】
前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層の厚さは、２ナノメートル以上である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された半導体光素子。
【請求項７】
支持基体上に設けられたＩＩ−ＶＩ半導体の活性層と
を備え、
前記支持基体は、ＺｎＳｅ基板を含み、
前記ＩＩ−ＶＩ半導体の活性層は、前記ＺｎＳｅ基板と前記超格子コンタクト半導体領域との間に設けられている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載された半導体光素子。
【請求項８】
ＩＩ−ＶＩ族半導体光素子のためのコンタクトを形成する方法であって、
亜鉛、セレンおよびテルルを含むＩＩ−ＶＩ半導体領域を支持基体上に形成する工程と、
亜鉛およびセレンを含む第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層を前記ＩＩ−ＶＩ半導体領域上に形成する工程と、
前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層上に金属電極を形成する工程と
を備える、方法。
【請求項９】
ＩＩ−ＶＩ半導体領域を支持基体上に形成する前記工程は、
前記支持基体上に、亜鉛およびセレンを含む第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層を分子線エピタキシ成長法で形成する工程と、
前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層上に、亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層を分子線エピタキシ成長法で形成する工程と
を有しており、
第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する前記工程において、ＩＩ族のフラックスＦＩＩとＶＩ族のフラックスＦＩＶとの比（ＦＩＶ／ＦＩＩ）は、３以上であり、
第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する前記工程において、ＩＩ族のフラックスＦＩＩとＶＩ族のフラックスＦＩＶとの比（ＦＩＶ／ＦＩＩ）は、３以上である、請求項８に記載されたコンタクトを形成する方法。
【請求項１０】
ＩＩ−ＶＩ半導体領域を支持基体上に形成する前記工程は、
前記支持基体上に、亜鉛およびセレンを含む第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する工程と、
前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層上に、亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する工程と
を有しており、
第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する前記工程において、基板温度は摂氏２５０度以下であり、
第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する前記工程において、基板温度は摂氏２５０度以下である、請求項８または請求項９に記載されたコンタクトを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光素子、およびコンタクトを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
文献１には、発光ダイオードが記載されている。この発光ダイオードは、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅのＭＱＷ層上に設けられたＺｎＴｅ層を有しており、またこのＺｎTｅ層に電気的に接続する金（Ａｕ）電極を有している。
【０００３】
文献２には、半導体レーザダイオードが記載されている。この半導体レーザダイオードは、ＺｎＴｅ層とＺｎＳｅ層との間に設けられたｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅＭＱＷ層を有しており、この層は空乏化している。半導体レーザダイオードは、ＺｎＴｅ層に接続される電極を有している。
【特許文献１】特開平６―５８２０号公報
【特許文献２】特開平６―３１０８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
該発光ダイオードおよび該半導体レーザダイオードでは、アノード電極がＺｎＴｅ層に接合している。
【０００５】
発明者らの実験によれば、ＺｎＴｅ層に接合するアノード電極を有する発光ダイオードといった面発光型発光素子において、出射面における発光強度が不均一になっていることを発見している。この原因を研究した結果、電極の金属とＺｎＴｅ半導体との接合を有するコンタクトにおいてフォアード電圧Ｖｆが増加していることを発見している。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、電流分布の不均一を低減できるコンタクトを有する半導体光素子、および電流分布の不均一が低減されたコンタクトを形成する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によれば、半導体光素子は、（ａ）亜鉛、セレンおよびテルルを含むＩＩ−ＶＩ半導体領域と、亜鉛およびセレンを含む第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層とを有する超格子コンタクト半導体領域と、（ｂ）前記超格子コンタクト半導体領域上に設けられた金属電極と、を備え、前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層は、前記ＩＩ−ＶＩ半導体領域と前記電極との間に設けられており、前記金属電極は、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層に電気的に接続される。
【０００８】
超格子コンタクト半導体領域内のＩＩ−ＶＩ半導体領域と金属電極との間に第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層が設けられているので、金属電極の原子が、ＩＩ−ＶＩ半導体領域内の原子と反応することを防ぐことができる。
【０００９】
本発明の半導体光素子では、前記ＩＩ−ＶＩ半導体領域は、亜鉛およびセレンを含む第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層と亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層とを有しており、前記第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層は、前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層と前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層との間に設けられていることができる。
【００１０】
第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層は、亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体と金属電極の原子が反応することを防ぐことができる。
【００１１】
本発明の半導体光素子では、前記ＩＩ−ＶＩ半導体領域は、亜鉛およびセレンを含む複数の第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層と亜鉛およびテルルを含む複数の第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層とを有しており、前記第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層のうち前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層に最も近い半導体層は、前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層のうち前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層に最も近い半導体層と前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層との間にあり、前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層の厚さは、前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層のうち前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層に最も近い該半導体層の厚さより大きい。
【００１２】
第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層は、亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体と電極の金属原子が反応することを防ぐことができる。また、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層に最も近い第２のＩＩ−ＶＩ半導体の厚さが第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層の厚さより小さいので、超格子コンタクト半導体領域の抵抗の増加を全体として抑えることができる。
【００１３】
本発明の半導体光素子では、前記ＩＩ−ＶＩ半導体領域は、亜鉛およびセレンを含む複数の第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層と亜鉛およびテルルを含む複数の第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層とを有しており、前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層の厚さの総和は、前記第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層の厚さの総和よりも大きい。
【００１４】
第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層は、亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体と金属電極の原子が反応することを防ぐことができる。また、第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層が薄いので、超格子コンタクト半導体領域の光透過率の低下を抑えることができる。
【００１５】
本発明の半導体光素子では、前記金属電極の厚さは、１０ナノメートル以上３０ナノメートル以下であることができる。
【００１６】
この範囲の膜厚であれば、半導体光素子において発生された光が金属電極を透過できる。
【００１７】
本発明の半導体光素子では、前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層の厚さは、２ナノメートル以上である。
【００１８】
この厚さの第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層によれば、金属電極の原子がＩＩ−ＶＩ半導体の領域の原子と反応することを防ぐことができる。
【００１９】
本発明の半導体光素子は、（ｃ）支持基体上に設けられたＩＩ−ＶＩ半導体の活性層を備え、前記支持基体はＺｎＳｅ基板を含み、前記ＩＩ−ＶＩ半導体の活性層は前記ＺｎＳｅ基板と前記超格子コンタクト半導体領域との間に設けられている。
【００２０】
本発明の別の側面によれば、ＩＩ−ＶＩ族半導体光素子のためのコンタクトを形成する方法は、（ａ）亜鉛、セレンおよびテルルを含むＩＩ−ＶＩ半導体領域を基板上に形成する工程と、（ｂ）亜鉛およびセレンを含む第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層を前記領域上に形成する工程と、（ｃ）前記第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層上に金属電極を形成する工程とを備える。
【００２１】
金属電極を形成する工程に先立って、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成するので、超格子コンタクト半導体領域内のＩＩ−ＶＩ半導体の領域と金属電極との間に第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層が設けられる。これ故に、金属電極の原子が、ＩＩ−ＶＩ半導体の領域の原子と反応することを防ぐことができる。
【００２２】
反応が防止された場合、コンタクトの電気的特性は、成長温度、ＶＩ／ＩＩ比、ドーピング条件の関連により決まる結晶性とドーピング状態によって決定される。ここで成長温度については温度上昇により結晶性はあがるがドーピング量が減少する。同様にＶＩ／ＩＩ比については、高めに設定することで結晶性があがるがドーピング量が低下する。つまり、ドーピングに関しては成長温度、ＶＩ／ＩＩ比が決定された状態で最適な条件が存在する。さらにこれらの条件によりコンタクト部の信頼性も決定される。この場合、初期特性が良好であっても条件が最適でなければ信頼性を確保することが困難となる。この信頼性はとくにドーピング状態により決定される。
【００２３】
本発明の方法では、ＩＩ−ＶＩ半導体領域を支持基体上に形成する前記工程は、（ａ１）前記支持基体上に、亜鉛およびセレンを含む第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層を分子線エピタキシ成長法で形成する工程と、（ａ２）前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層上に、亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層を分子線エピタキシ成長法で形成する工程とを有しており、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する前記工程において、ＩＩ族のフラックスＦＩＩとＶＩ族のフラックスＦＩＶとの比（ＦＩＶ／ＦＩＩ）は３以上であり、第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する前記工程において、ＩＩ族のフラックスＦＩＩとＶＩ族のフラックスＦＩＶとの比（ＦＩＶ／ＦＩＩ）は３以上である。
【００２４】
コンタクト特性は結晶性とドーピング状態によって決まる。これらのフラックス条件によれば、半導体光素子に、良好なコンタクト特性が提供されることができる。
【００２５】
ＩＩ−ＶＩ半導体領域を支持基体上に形成する前記工程は、（ａ３）前記支持基体上に、亜鉛およびセレンを含む第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する工程と、（ａ４）前記第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層上に、亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する工程とを有しており、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する前記工程において、基板温度は摂氏２５０度以下であり、第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層を形成する前記工程において、基板温度は摂氏２５０度以下である。
【００２６】
これらの基板温度の条件によれば、半導体光素子に、良好なコンタクト特性が提供されることができる。
【００２７】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電流分布の不均一が低減されたコンタクトを有する面発光型の半導体光素子が提供され、また電流分布の不均一を低減できるコンタクトを形成する方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の半導体光素子、およびコンタクトを形成する方法に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００３０】
図１は、本実施の形態の半導体発光素子を示す図面である。発光ダイオードといった半導体発光素子１は、超格子コンタクト半導体領域３と、金属電極５を有している。超格子コンタクト半導体領域３は、亜鉛、セレンおよびテルルを含むＩＩ−ＶＩ半導体から成っている。また、超格子コンタクト半導体領域３は、量子井戸構造のＩＩ−ＶＩ半導体領域７と、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９とを有しており、例えば量子井戸構造を有することができる。第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９は、ＩＩ−ＶＩ半導体領域７と金属電極５との間に設けられている。金属電極５は、超格子コンタクト半導体領域３上に設けられている。金属電極５は、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９に電気的に接続されている。好適な実施例では、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９は、金属電極５が接合するＺｎＳｅ半導体層から成る。
【００３１】
超格子コンタクト半導体領域３内のＩＩ−ＶＩ半導体領域７と金属電極５との間に第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９が設けられているので、金属電極５の原子が、ＩＩ−ＶＩ半導体領域７の原子と反応することを防ぐことができる。これ故に、この実施の形態によれば、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９と金属電極５との間のコンタクトの均一性が増す。したがって、電流分布の不均一を縮小できるコンタクトを有する半導体発光素子が提供される。
【００３２】
図２（Ａ）は、半導体発光素子を構成する半導体領域を示す図面である。この半導体発光素子１では、ＩＩ−ＶＩ半導体領域７は、亜鉛およびセレンを含む第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層１１と亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層１３とを有している。第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層１３は、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９と第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層１１との間に設けられている。好適な実施例では、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層１１はｐ型のＺｎＳｅ半導体から成っており、第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層１３はｐ型のＺｎＴｅ半導体から成ることができる。
【００３３】
第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９により、金属電極５内の原子が、亜鉛およびテルルを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体と反応することを防ぐことができる。
【００３４】
図１および図２（Ｂ）を参照すると、半導体発光素子１は、デバイス半導体領域１５を有する。デバイス半導体領域１５は、第４のＩＩ−ＶＩ半導体の層１７と、ＩＩ−ＶＩ半導体の活性層１９と、第５のＩＩ−ＶＩ半導体の層２１とを有している。超格子コンタクト半導体領域３はデバイス半導体領域１５上に設けられている。図２（Ｂ）に示されるように、デバイス半導体領域１５では、活性層１９は、第４のＩＩ−ＶＩ半導体の層１７上に設けられており、第５のＩＩ−ＶＩ半導体の層２１は活性層１９上に設けられており、また、第６のＩＩ−ＶＩ半導体の層２９が第５のＩＩ−ＶＩ半導体の層２１上に設けられている。好適な実施例では、第６のＩＩ−ＶＩ半導体の層２９と超格子コンタクト半導体領域３との間には、高ドープのＩＩ−ＶＩ半導体層３０が設けられている。
【００３５】
活性層１９は、第４のＩＩ−ＶＩ半導体の層１７と第５のＩＩ−ＶＩ半導体の層２１との間に設けられている。第４のＩＩ−ＶＩ半導体の層１７および第５のＩＩ−ＶＩ半導体の層２１は、活性層１９にキャリアを閉じ込めることができる。好適な実施例では、活性層１９はＺｎＣｄＳｅ半導体から成り、第４のＩＩ−ＶＩ半導体の層１７はｎ型のＺｎＭｇＳＳｅ半導体から成り、また第５のＩＩ−ＶＩ半導体の層２１はｐ型のＺｎＭｇＳＳｅ半導体から成ることができる。
【００３６】
一実施例では、活性層１９は、第１のガイド層２３と、量子構造層２５と、第２のガイド層２７とを有している。量子構造層２５は、第１のガイド層２３と第２のガイド層２７との間に設けられている。好適な実施例では、第１および第２のガイド層２３、２７はｉ型のＺｎＳｅ半導体から成ることができる。量子構造層２５は、例えば、ＳＱＷ構造またはＭＱＷ構造を有する。
【００３７】
量子構造層２５は、複数の量子井戸層２５ａおよび一または複数の量子障壁層２５ｂを含むことができる。量子障壁層２５ｂは量子井戸層２５ａの間に設けられている。好適な実施例では、量子井戸層２５ａは、ｉ型のＺｎＣｄＳｅ半導体から成り、量子障壁層２５ｂはｉ型のＺｎＳｅ半導体から成ることができる。
【００３８】
再び図１を参照すると、半導体発光素子１は支持基体３１を備える。支持基体３１の一方の面３１ａ上には、デバイス半導体領域１５が設けられている。好適な実施例では、支持基体３１は、ＺｎＳｅ半導体基板３３と、ＺｎＳｅ半導体基板３３上に設けられたＺｎＳｅバッファ層３５とを含むことができる。必要な場合には、支持基体３１の他方の面３１ｂ上には電極３７が設けられている。好適な実施例では、電極５はアノード電極として使用されており、電極３７はカソード電極として使用される。支持基体３１としてＺｎＳｅ半導体基板を用いると、ＺｎＳｅ半導体基板は活性層からの光によって励起状態にされる。励起されたＺｎＳｅ半導体基板は、別の波長の光を発生する。
【００３９】
好適な実施例に示すと、
基板３３：（１００）面を有するｎ型ＺｎＳｅ半導体基板  
バッファ層３５：厚さ０．９マイクロメートル、ｎ型ＺｎＳｅ半導体層  
ＩＩ−ＶＩ半導体層１７：
厚さ０．５マイクロメートル、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ半導体層
第１のガイド層２３：厚さ０．０３マイクロメートル、ｉ型ＺｎＳｅ半導体層
量子構造層２５：ＺｎＣｄＳｅ／ＺｎＳｅのＭＱＷ
第２のガイド層２７：厚さ０．０３マイクロメートル、ｉ型ＺｎＳｅ半導体層
ＩＩ−ＶＩ半導体層２１：
厚さ０．５マイクロメートル、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ半導体層
ＩＩ−ＶＩ半導体層２９：
厚さ０．１５マイクロメートル、ｐ型ＺｎＳｅ半導体層
ＩＩ−ＶＩ半導体層３０：
厚さ２００ナノメートル、ｐ＋型ＺｎＳｅ半導体層
量子井戸ＩＩ−ＶＩ半導体領域７：
厚さ４０ナノメートル、ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ量子井戸構造
第１のＩＩ−ＶＩ半導体のｐ型層９：厚さ３ナノメートル、ＺｎＳｅ半導体層
金属電極５：Ａｕ層
金属電極３７：インジウム層
である。
【００４０】
この実施例では、バッファ層がＺｎＳｅ半導体基板上にホモエピタキシャル成長されており、ＺｎＳｅ半導体基板上に形成される半導体層は、ＺｎＳｅ半導体に格子整合している。ＺｎＳｅ半導体基板上に形成されたＩＩ−ＶＩ半導体の結晶品質は、ＺｎＳｅ基板以外の基板上に成長されたＩＩ−ＶＩ半導体に比べて良好である。
【００４１】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、超格子コンタクト半導体領域の構造を示す図面である。図３（Ａ）を参照すると、超格子コンタクト半導体領域３ａが示されている。超格子コンタクト半導体領域３ａは、ＩＩ−ＶＩ半導体領域７ａおよび第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９を含む。量子井戸構造のＩＩ−ＶＩ半導体領域７ａは、井戸層３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅと障壁層４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄとを有している。好適な実施例では、井戸層３９ａ〜３９ｅはＺｎＴｅ半導体から成り、障壁層４１ａ〜４１ｄはＺｎＳｅ半導体から成る。
【００４２】
５個のＺｎＴｅ半導体層を含む量子井戸構造のＩＩ−ＶＩ半導体領域の例として、
第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９：３ナノメートル
ＺｎＴｅ半導体層３９ａ：０．６ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＳｅ半導体層４１ａ：１．８ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＴｅ半導体層３９ｂ：０．５ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＳｅ半導体層４１ｂ：１．８ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＴｅ半導体層３９ｃ：０．３７ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＳｅ半導体層４１ｃ：１．８ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＴｅ半導体層３９ｄ：０．２５ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＳｅ半導体層４１ｄ： １．８ナノメートル、窒素ドープ
ＺｎＴｅ半導体層３９ｅ：０．１２ナノメートル 、窒素ドープ
が示される。
【００４３】
図３（Ｂ）を参照すると、超格子コンタクト半導体領域３ｂが示されている。超格子コンタクト半導体領域３ｂは、ＩＩ−ＶＩ半導体領域７ｂおよび第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９を含む。量子井戸構造のＩＩ−ＶＩ半導体領域７ｂは、井戸層４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆと障壁層４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅとを有している。好適な実施例では、井戸層４３ａ〜４３ｆはＺｎＴｅ半導体から成り、障壁層４５ａ〜４５ｅはＺｎＳｅ半導体から成る。
【００４４】
１６個のＺｎＴｅ半導体層を含む量子井戸構造のＩＩ−ＶＩ半導体領域の例として、
第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９：３ナノメートル
ＺｎＴｅ半導体層４３ａ：２．０ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＳｅ半導体層４５ａ：０．１１３ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＴｅ半導体層４３ｂ：１．８５ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＳｅ半導体層４５ｂ：０．２２５ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＴｅ半導体層４３ｃ：１．７２ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＳｅ半導体層４５ｃ：０．３３８ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＴｅ半導体層４３ｄ：０．３７ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＳｅ半導体層４５ｄ：１．５７５ナノメートル、窒素ドープ
ＺｎＴｅ半導体層４３ｅ：０．２５ナノメートル 、窒素ドープ
ＺｎＳｅ半導体層４５ｅ：１．６８ナノメートル、窒素ドープ
ＺｎＴｅ半導体層４３ｆ：０．１２ナノメートル 、窒素ドープ
が示される。
【００４５】
超格子コンタクト半導体領域３において、ＺｎＳｅ半導体層の数は、例えば４個以上であり、ＺｎＴｅ半導体層の数は、例えば５個以上である。これにより、好適なコンタクト抵抗が実現されることができる。
【００４６】
これらの実施例において、超格子コンタクト半導体領域３ａ、３ｂにおいて、例えば前者の例では、ＺｎＴｅ層３９ａ〜３９ｅおよびＺｎＳｅ層４１ａ〜４１ｄは、支持基体３１から金属電極５への方向に伸びる軸に沿って交互に配列されている。ＺｎＴｅ層３９ａ〜３９ｅのうちの任意の一層（例えば、層３９ｅ）と、該ＺｎＴｅ層（この例では層３９ｅ）の次に位置する別のＺｎＴｅ層（この例では、層３９ｄ）との間には、ＺｎＳｅ層４１ａ〜４１ｄのうちのいずれかの層（この例では、層４１ｄ）が設けられている。該ＺｎＴｅ層および該ＺｎＳｅ層から成るそれぞれの領域において、ＺｎＴｅの平均モル分率（［ＺｎＴｅ］／（［ＺｎＳｅ］＋［ＺｎＴｅ］））が規定される。これらの平均モル分率は半導体領域７において該軸に沿って増加している。平均モル分率のうちの最大値は、金属電極５に接合するＺｎＳｅ層（この例では、層９）と、この層に最も近いＺｎＴｅ層（この例は層３９ａ）とから成る領域におけるＺｎＴｅの平均モル分率より大きい。
【００４７】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示されるように、半導体発光素子１の好適な実施例では、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層４１ａ〜４１ｄ（４５ａ〜４５ｄ）の各々の厚さは、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９の厚さ以下である。
【００４８】
第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９により、金属電極５の原子が、第３のＩＩ−ＶＩ半導体（亜鉛およびテルルを含む）の層３９ａと反応することを防ぐことができることに加えて、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層４１ａ〜４１ｄの各々が第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９より薄ければ、量子井戸コンタクト半導体領域の抵抗の増加を抑えることができる。
【００４９】
半導体発光素子１の好適な実施例では、第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層３９ａ〜３９ｅの厚さの総和は、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層４１ａ〜４１ｄの厚さの総和よりも小さい。これ故に、超格子コンタクト半導体領域３の光透過率の低下を抑えることができる。
【００５０】
好適な実施例では、金属電極５としては、その厚さは１０ナノメートル以上である。また、金属電極５の厚さは３０ナノメートル以下である。この膜厚であれば、半導体発光素子１において発生された光が金属電極５を透過できる。
【００５１】
第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９の厚さは、２ナノメートル以上であることが好ましい。この範囲の厚さの第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９によれば、金属電極５との原子がＺｎＴｅ半導体の領域３９ａ内の原子と反応することを防ぐことができる。また、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９の厚さは、２０ナノメートル以下であることが好ましい。この範囲の厚さの第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９を用いれば、この層９に起因する抵抗値の増加分は十分に小さい。
【００５２】
図４（Ａ）に示されるように、本実施の形態に係る半導体発光素子１は、支持基体３１上に設けられたＩＩ−ＶＩ半導体の活性層１９を備えており、好適な実施例では、支持基体３１は、ＺｎＳｅ基板といった基板３３を含んでいる。活性層１９は、該ＺｎＳｅ基板と超格子コンタクト半導体領域３との間に設けられている。
【００５３】
図５は、半導体発光素子を示す平面図である。超格子コンタクト半導体領域３上には、金属電極５が設けられている。半導体発光素子が、例えば、面発光型発光ダイオードであれば、半導体発光素子によって発生された光は、半導体発光素子の出射面を覆って設けられた金属電極５を通して放出される。
【００５４】
超格子コンタクト半導体領域３内の半導体層は特定の周期的に配置されていなので、半導体発光素子１に係わる光は、超格子コンタクト半導体領域３において干渉すること無く、超格子コンタクト半導体領域３を通過する。
【００５５】
半導体発光素子１の好適な実施例では、図４（Ｂ）に示されるように、第３のＩＩ−ＶＩ半導体（亜鉛およびテルルを含む）の層３９ａ〜３９ｅのうち第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９に最も近い半導体層３９ａは、第２のＩＩ−ＶＩ半導体（亜鉛およびセレンを含む）の層４１ａ〜４１ｄのうち第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９に最も近い半導体層４１ａと第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９との間にある。第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９の厚さＤ１は、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層４１ａの厚さＤ２より大きい。故に、半導体層３９ａと第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９とから成る領域の平均モル分率は、半導体層３９ａと半導体層４１ａとから成る領域の平均モル分率よりも大きくなる。したがって、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９により、第３のＩＩ−ＶＩ半導体（亜鉛およびテルルを含む）の層３９ａと金属電極５の原子が反応することを防ぐことができる。また、ＺｎＳｅ層４１ａ〜４１ｄのいずれの層も、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９より薄ければ、超格子コンタクト半導体領域３の抵抗の増加を全体として抑えることができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、電流分布の不均一を縮小できるコンタクトを有する半導体発光素子が提供される。
【００５７】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、ＩＩ−ＶＩ半導体発光ダイオードの性能を示すグラフである。これらのグラフでは、横軸は経過時間を示し、左縦軸は相対発光強度を示し、右縦軸は順方向電圧（Ｖｆ）を示している。相対発光強度は、所定の時間経過後における発光強度Ｐと初期発光強度Ｐ０との比（Ｐ／Ｐ０）である。これらの実験では、摂氏４０度において、発光ダイオードに電流２０ミリアンペアが流されている。
【００５８】
第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９を持っていないＩＩ−ＶＩ半導体発光素子（以下、発光ダイオードＡと参照される）の実験結果は図６（Ａ）に示されており、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９を持っているＩＩ−ＶＩ半導体発光素子（以下、発光ダイオードＢと参照される）の実験結果は図６（Ｂ）に示されている。これらのグラフは、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９がＶｆの大きな分布を小さくすると共に、半導体発光素子の寿命を伸ばすために有効であることを示している。
【００５９】
発光ダイオードＢは、摂氏４０度で２０ミリアンペアの電流を１００時間流した後においても、発光にむらが生じない。一方、発光ダイオードＡは、摂氏４０度で２０ミリアンペアの電流を１００時間流した後に、図７に示されるように、発光にむらが生じた。発光むらをさらに研究するために、正常部および異常部をマイクロＸＰＳで測定している。
【００６０】
測定結果を示すと、
異常部          正常部
炭素（Ｃ）      ５１．１        ５７．９
酸素（Ｏ）      ２４．６        １９．５
金（Ａｕ）        ６．４        １２．２
亜鉛（Ｚｎ）      ５．３          ３．８
テルル（Ｔｅ）  １２．３          ６．６
である。
【００６１】
これらの結果によれば、金およびテルルの量に差がみられる。異常部におけるテルルの量は、正常部におけるテルルの量の約２倍である。これは、テルルが金属電極内に拡散していることを示している。また、異常部における金の量は、正常部における金の量の約半分である。これは、金がコンタクト半導体領域内に拡散していることを示している。第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層９は、これらの拡散を防ぐように働く。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、電流分布の不均一を縮小できるコンタクトを有する半導体発光素子が提供される。
【００６３】
（第２の実施の形態）
ついで、ＩＩ−ＶＩ族半導体発光素子を製造する方法を説明する。図８（Ａ）に示されるように、基板を準備する。引き続く説明では、該基板としてＺｎＳｅ基板を使用する発光ダイオードといった半導体発光素子を製造する方法を説明する。
【００６４】
引き続いて例示的に説明される方法では、エピタキシャル装置として分子線エピタキシー成長（ＭＢＥ）装置を用いる。このＭＢＥ装置は、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、テルル（Ｔｅ）および塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）用のＫｎｕｓｅｎセル、並びにイオウ（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）用のバルブセル、をチャンバ内に備えている。
【００６５】
ＺｎＳｅ基板５１をＭＢＥ装置５３に配置する。ＺｎＳｅ基板５１をクリーニングするために、ＺｎＳｅ基板５１の温度を上昇する。クリーニング温度は、例えば、摂氏３９０度である。クリーニングガス、例えばＨ２ガスをチャンバに供給して、所定の時間、例えば３０分間、プラズマ放電５５を生成する。基板温度が所定の温度であることをパイロメータが示した後に、ＭＢＥ装置５３のＨシャッタおよびメインシャッタを開いてＨラジカル５５を用いるクリーニングを開始する。クリーニング条件を例示すれば：
Ｈ２ガス流量：１．０ｓｃｃｍ  
ＲＦガンのパワー：４５０ワット  
である。
【００６６】
ＲＨＥＥＤパターンが明瞭なｃ（２×２）パターンを示しているならば、Ｈシャッタおよびメインシャッタを閉じると共にＲＦガンを停止する。クリーニングの後に、ＺｎＳｅ基板５１の温度を、例えば摂氏３２５度に下げる。
【００６７】
図８（Ｂ）に示されるように、バッファ層をＺｎＳｅ基板５１上に形成する。ＭＢＥ装置５３のセル（Ｚｎ、Ｓｅ、ＺｎＣｌ２）を開いて、Ｚｎフラックス５９ａ、Ｓｅフラックス５９ｂ、ＺｎＣｌ２フラックス５９ｃをＺｎＳｅ基板５１に供給し、ｎ型ＺｎＳｅ半導体のバッファ層５７をエピタキシャル成長する。バッファ層５７の膜厚は、例えば６００ナノメートルである。
【００６８】
図８（Ｃ）に示されるように、クラッド層６３がバッファ層５７上に形成される。セル（Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅ、ＺｎＣｌ２）を開き、Ｚｎフラックス６１ａ、Ｍｇフラックス６１ｂ、Ｓフラックス６１ｃ、Ｓｅフラックス６１ｄ、ＺｎＣｌ２フラックス６１ｅをＺｎＳｅ基板５１に供給し、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ半導体のクラッド層６３をｎ型ＺｎＳｅ層５７上にエピタキシャル成長する。クラッド層６３の膜厚は、例えば５００ナノメートルである。
【００６９】
図９（Ａ）に示されるように、活性層がクラッド層６３上に形成される。本実施例では、活性層は、ガイド層６７、量子構造層６５およびガイド層７３を含む。量子構造層６５は、一または複数の量子井戸層６９および複数の量子障壁層７１を含む。
【００７０】
まず、セル（Ｚｎ、Ｓｅ）を開き、Ｚｎフラックス、ＳｅフラックスをＺｎＳｅ基板５１に供給して、ｉ型ＺｎＳｅ半導体のガイド層６７をｎ型ＺｎＭｇＳＳｅ層６１上にエピタキシャル成長する。ガイド層６７の膜厚は、例えば４０ナノメートルである。
【００７１】
ついで、セル（Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｅ）を開き、Ｚｎフラックス、Ｃｄフラックス、ＳｅフラックスをＺｎＳｅ基板５１に供給し、ｉ型ＺｎＣｄＳｅ半導体の井戸層６９ａをガイド層６７上にエピタキシャル成長する。井戸層６９ａの膜厚は、例えば３ナノメートルである。
【００７２】
続いて、セル（Ｚｎ、Ｓｅ）を開き、Ｚｎフラックス、ＳｅフラックスをＺｎＳｅ基板５１に供給し、ｉ型ＺｎＳｅ半導体の障壁層７１ａを井戸層６９ａ上にエピタキシャル成長する。量子障壁層７１ａの膜厚は、例えば１０ナノメートルである。
【００７３】
この後に、セル（Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｅ）を開き、Ｚｎフラックス、Ｃｄフラックス、ＳｅフラックスをＺｎＳｅ基板５１に供給し、ｉ型ＺｎＣｄＳｅ半導体の井戸層６９ｂを障壁層７１ａ上にエピタキシャル成長する。井戸層６９ｂの膜厚は、例えば３ナノメートルである。
【００７４】
この後に、障壁層および井戸層の成長を所定の回数だけ繰り返すようにしてもよい。一実施例では、引き続き、障壁層７１ｂ、井戸層６９ｃを形成することができる。
【００７５】
最終の量子井戸層の形成の後に、セル（Ｚｎ、Ｓｅ）を開き、Ｚｎフラックス、ＳｅフラックスをＺｎＳｅ基板５１に供給して、ｉ型ＺｎＳｅ半導体のガイド層７３を井戸層６９ｃ上にエピタキシャル成長する。ガイド層７３の膜厚は、例えば４０ナノメートルである。
【００７６】
図９（Ｂ）に示されるように、クラッド層７７がガイド層７３上に形成される。ｐ型ドーパントをドーピングするために、窒素ガスをチャンバ内に導入して、窒素プラズマ放電を開始する。セル（Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅ）を開き、Ｚｎフラックス７５ａ、Ｍｇフラックス７５ｂ、Ｓフラックス７５ｃ、Ｓｅフラックス７５ｄをＺｎＳｅ基板５１に供給し、ｐ型ＺｎＳｅ半導体のクラッド層７７をガイド層７３上にエピタキシャル成長する。クラッド層７７の膜厚は、例えば５０ナノメートルである。
【００７７】
クラッド層を成長した後に、ＭＢＥ装置の全セルのシャッタを閉じる。成長温度を摂氏２５０度に設定する。
【００７８】
図９（Ｃ）に示されるように、ｐ＋型ＺｅＳｅ層７９がクラッド層７７上に形成される。ｐ型ドーパントをドーピングするために、窒素ガスをチャンバ内に導入して、窒素プラズマ放電を開始する。セル（Ｚｎ、Ｓｅ）を開き、Ｚｎフラックス８１ａ、Ｓｅフラックス８１ｂをＺｎＳｅ基板５１に供給し、ｐ＋型ＺｎＳｅ層７９をｐ型クラッド層７７上にエピタキシャル成長する。ｐ＋型ＺｎＳｅ層７９の膜厚は、例えば２００ナノメートルである。好適な実施例では、基板温度は、例えば、摂氏２５０度である。また、ＲＦパワーは、例えば、８５ワットである。
【００７９】
引き続いて、ＩＩ−ＶＩ族半導体発光素子のための超格子コンタクト領域８３を形成する方法を説明する。図１０（Ａ）に示されるように、この方法では、亜鉛、セレンおよびテルルを含むＩＩ−ＶＩ半導体の領域８５が、既に形成されたデバイス半導体領域上に形成される。ＩＩ−ＶＩ半導体の領域８５は、量子井戸構造を有している。この領域８５上に、亜鉛およびセレンを含む第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層８７を形成する。図１０（Ｂ）に示されるように、この方法では、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層８７上には、例えば、金から成る金属電極８９が形成される。
【００８０】
金属電極８９を形成する工程に先立って、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層８７を形成するので、量子井戸構造コンタクト領域８３内のＩＩ−ＶＩ半導体の領域８５と金属電極８９との間に第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層８７が設けられる。これ故に、金属電極８９の原子が、ＩＩ−ＶＩ半導体領域８５内の原子と反応することを防ぐことができる。
【００８１】
ＩＩ−ＶＩ半導体の領域８５を形成する工程を詳述する。図１１（Ａ）に示されるように、亜鉛およびセレンを含む第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層９１を形成する。Ｚｎソース、Ｔｅソース、Ｎソースのためのシャッタを開き、Ｚｎフラックス９３ａ、Ｔｅフラックス９３ｂおよびＮフラックス９３ｃをＺｎＳｅ基板５１に供給して、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層９１をｐ＋型ＺｎＳｅ層７９上にエピタキシャル成長する。好適な実施例では、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層９１は窒素ドープのＺｅＴｅ層である。一実施例では、基板温度は摂氏２５０度である。また、ＲＦパワーは１００ワット程度である。シャッタを開く期間は、例えば１秒程度であり、第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層９１の膜厚は、例えば０．１２ナノメートルである。
【００８２】
ついで、Ｔｅソースのためのシャッタを閉じると共に、Ｓｅソースのためのシャッタを開く。図１１（Ｂ）に示されるように、亜鉛およびセレンを含む第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層９５を形成する。Ｚｎフラックス９７ａおよびＳｅフラックス９７ｂがＺｎＳｅ基板５１に供給されると、第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層９５が第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層９１上にエピタキシャル成長される。一実施例では、セルを開く時間は、例えば１６秒程度であり、第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層９５の膜厚は、例えば１．８ナノメートルである。基板温度は、例えば、摂氏２５０度である。また、ＲＦパワーは、例えば、８５ワットである。好適な実施例では、第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層９５はアンドープＺｎＳｅ層である。
【００８３】
続いて、ＲＦパワーは、１００ワットより大きいパワー、例えば、４００ワット程度へ変更した後に、以下の手順で、残りの半導体層を順に成長する。Ｚｎソース、Ｔｅソース、Ｎソースのためのシャッタを２秒程度開く。Ｚｎソース、Ｓｅソース、Ｎソースのためのシャッタを１６秒程度開く。Ｚｎソース、Ｔｅソース、Ｎソースのためのシャッタを３秒程度開く。Ｚｎソース、Ｓｅソース、Ｎソースのためのシャッタを１６秒程度開く。Ｚｎソース、Ｔｅソース、Ｎソースのためのシャッタを４秒程度開く。Ｚｎソース、Ｓｅソース、Ｎソースのためのシャッタを１６秒程度開く。Ｚｎソース、Ｔｅソース、Ｎソースのためのシャッタを５秒程度開く。
【００８４】
この手順の後に、図１０（Ａ）に示されるように、ＩＩ−ＶＩ半導体の領域８５がＺｎＳｅ基板５１上に形成される。この後に、Ｚｎソース、Ｓｅソースのためのシャッタを２６秒程度開いて、ＩＩ−ＶＩ半導体の領域８５上に第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層８７を形成する。好適な実施例では、成膜温度は、摂氏２３５度以上であることが好ましい。この温度範囲では、結晶性の低下を防ぐという利点がある。また、摂氏２５０度以下であることが好ましい。この温度範囲では、ドーパントの拡散を抑制できるという利点がある。
【００８５】
これらの工程により、発光ダイオードといった半導体発光素子が形成される。この方法によれば、金属電極８９を形成する工程に先立って、第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層８７を成形するので、量子井戸コンタクト半導体領域８３内のＩＩ−ＶＩ半導体の領域８５と金属電極８９との間に第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層８７が設けられる。これ故に、金属電極８９の原子が、ＩＩ−ＶＩ半導体の領域８７の原子と反応することを防ぐことができる。したがって、実施の形態によれば、電流分布の不均一を縮小できるコンタクトを有する半導体発光素子を製造する方法が提供される。
【００８６】
コンタクト層のためのフラックス比（ＦＩＶ／ＦＩＩ）２．５、３．０、３．５、４．０、４．５の条件で作製した発光ダイオードを評価している。
【００８７】
該フラックス比３．０、３．５、４．０で作製された発光ダイオードの初期コンタクト電圧は、他の条件に比べて大きい。図１２は、いくつかのフラックス条件において形成された発光ダイオードの特性を示すグラフである。図１２を参照すると、特性線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、それぞれ、フラックス条件（ＦＩＶ／ＦＩＩ）＝２．５、３．５、４．５で形成された半導体層８７を有する発光ダイオードのコンタクト特性を示す。２．５を超えるフラックス比では初期コンタクト電圧を低くでき、好適なフラックス比の範囲は３以上である。また、４．５以下のフラックス比では初期コンタクト電圧を低くでき、好適なフラックス比の範囲は４以下である。
【００８８】
図１３は、ＺｎＳｅ層８７を形成するためのフラックス条件（ＦＩＶ／ＦＩＩ）を用いて作製された発光ダイオードの特性を示すグラフである。実験水準Ａ〜Ｅは、それぞれ、該フラックス比２．５、３．０、３．５、４．０、４．５を示す。経過時間は、平方センチメートル当たり電流密度５００ミリアンペア（ｍＡ／ｃｍ２）において、発光ダイオードの両端の電圧が５ボルトになるまでの時間を示している。該フラックス比３．０、３．５、４．０で作製された発光ダイオードでは、経過時間は他の条件に比べて長い。経過時間は２．５を超えるフラックス比で長くなり、好適なフラックス比は３以上である。また、経過時間は４．５以下のフラックス比で長くなり、好適なフラックス比は４以下である。これらのフラックスの範囲では、発光ダイオードは良好なコンタクト特性を示す。
【００８９】
フラックス比２．５においては、ＲＨＥＥＤパターンｃ（２×２）が現れる。フラックス比３．０においては、ＲＨＥＥＤパターンｃ（２×２）がＲＨＥＥＤパターン２×１よりも強い。フラックス比３．５においては、ｃ（２×２）および２×１がほぼ等しく混在したＲＨＥＥＤパターンが現れる。フラックス比４．０においては、ＲＨＥＥＤパターン２×１がＲＨＥＥＤパターンｃ（２×２）よりも強い。フラックス比４．５において、ＲＨＥＥＤパターン２×１が現れる。したがって、好適な成膜条件では、ｃ（２×２）および２×１が混在したＲＨＥＥＤパターンが現れる。
【００９０】
以上説明したように、実施の形態によれば、電流分布の不均一を縮小できるコンタクトを有する半導体発光素子を製造する方法が提供される。
【００９１】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は、本実施の形態の半導体発光素子を示す図面である。
【図２】図２（Ａ）は、半導体発光素子のコンタクト構造を示す図面である。図２（Ｂ）は、光を発生する半導体領域を示す図面である。
【図３】図３（Ａ）は、５個のＺｎＴｅ半導体層を含む量子井戸構造のＩＩ−ＶＩ半導体領域の構造を示す図面である。図３（Ｂ）は、１６個のＺｎＴｅ半導体層を含む量子井戸構造のＩＩ−ＶＩ半導体領域の構造を示す図面である。
【図４】図４（Ａ）は、半導体発光素子の半導体層を示す図面である。図４（Ｂ）は、コンタクト領域を示す図面である。
【図５】図５は、金属電極を示す平面図である。
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、ＩＩ−ＶＩ半導体発光ダイオードの特性を示すグラフである。
【図７】図７は、ＩＩ−ＶＩ半導体発光ダイオードの発光の不均一を示す図面である。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）および図８（Ｃ）は、半導体発光素子を製造する工程を示す図面である。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）および図９（Ｃ）は、半導体発光素子を製造する工程を示す図面である。
【図１０】図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、半導体発光素子を製造する工程を示す図面である。
【図１１】図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、ＩＩ−ＶＩ族半導体光素子のためのコンタクトを形成する方法を示す図面である。
【図１２】図１２は、いくつかのフラックス条件（ＦＩＶ／ＦＩＩ）において形成された発光ダイオードの特性を示すグラフである。
【図１３】図１３は、いくつかのフラックス条件（ＦＩＶ／ＦＩＩ）において形成された発光ダイオードの特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９３】
１…半導体発光素子、３、３ａ、３ｂ…超格子コンタクト半導体領域、５…金属電極、７、７ａ、７ｂ…ＩＩ−ＶＩ半導体領域、９…第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層、１１…第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層、１３…第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層、１５…デバイス半導体領域、１７…第４のＩＩ−ＶＩ半導体の層、１９…ＩＩ−ＶＩ半導体の活性層、２１…第５のＩＩ−ＶＩ半導体の層、２３…第１のガイド層、２５…量子構造層、２７…第２のガイド層、２９…第６のＩＩ−ＶＩ半導体の層、２５ａ…量子井戸層、２５ｂ…量子障壁層、３１…支持基体、３３…ＺｎＳｅ半導体基板、３５…ＺｎＳｅバッファ層、３７…金属電極、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅ…井戸層、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ…障壁層、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ…井戸層、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ…障壁層、５１…ＺｎＳｅ基板、５３…ＭＢＥ装置、５５…プラズマ放電、５７…バッファ層、６１…クラッド層、６５…活性層、６７…ガイド層、６９…量子井戸層、７１…量子障壁層、７３…ガイド層、７７…クラッド層、８３…超格子コンタクト領域、８５…ＩＩ−ＶＩ半導体の領域、８７…第１のＩＩ−ＶＩ半導体の層、８９…金属電極、９１…第２のＩＩ−ＶＩ半導体の層、９５…第３のＩＩ−ＶＩ半導体の層  
【図１】
2005129650.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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